CN111792592A - 防挤压装置及高空作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防挤压装置,包括活动机构、固定机构和位置信号检测机构,所述活动机构包括碰撞杆和移动架,所述碰撞杆两端分别与一个移动架连接,所述移动架与固定机构内壁之间且围绕移动架设有多个弹性元件,所述碰撞杆两端杆段分别与一个固定机构铰接,杆段能够相对对应的固定机构绕公共球心转动,以能够使碰撞杆响应于操作者所受挤压推力而使碰撞杆自由转动,且在所受挤压推力消失后在弹性元件作用下自动恢复到初始状态;所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输碰撞杆的移动位置信号,以使控制单元能够基于移动位置信号进行控制操作。本发明还公开一种高空作业机械。本发明防挤压装置能够全方位触发,具备自动复位功能,成本低、可靠性高。

Description

防挤压装置及高空作业机械
技术领域
本发明涉及一种安全防护装置,具体地,涉及一种防挤压装置。此外,还涉及一种具有上述防挤压装置的高空作业机械。
背景技术
升降作业机械上通常安装工作平台,工作平台用于容纳操作者,工作平台上通常会安装操作台,并且操作台固定在工作平台沿机械主要运动方向朝前方的一侧,便于操作者进行相应的作业。
对于这种类型的设备,在运行过程中,存在对操作者造成挤压伤害的风险;例如,高空作业机械(塔吊、升降机等),在作业平台移动过程中,如果操作不慎,未注意到后方大尺寸障碍物,或者后方存在意外脱落物撞击时,会发生操作人员在运行时被周边障碍物挤压伤害的情况。
针对上述风险,本领域技术人员设计了多种类型的移动操作台防挤压装置,以减轻或避免对操作者的伤害。现有技术的移动操作台防挤压装置大致包括如下类型:(1)柔性绳索配合磁性吸附式断路开关,操作人员受挤压伤害时,磁性吸附开关断路;(2)按压式开关,压力达到设定值时,发出信号,同时刚性杆掉落;(3)红外激光感应器,光线被阻断时会发出信号;(4)后背设置高度较高的防护栏杆,实现部分空间的物理防护;(5)通过挤压触发的压触式开关断路进行防护;(6)采用具有刚性压触式部件的防雨罩等。但是,上述现有技术的移动操作台防挤压装置,在实际应用中存在一定不足。
例如,对于采用柔性绳索配合磁性吸附式断路开关的防挤压装置,往往在断路开关脱落后,需要人工手动将断路开关重新吸附到磁铁上,有些操作人员为了避免麻烦,甚至自行拔掉吸附式断路开关,无法起到保护作用;对于采用按压式开关,在压力达到设定值时刚性杆自动掉落的防挤压装置或者采用挤压触发压触式开关断路的防挤压装置而言,此类机构本质上应用的是压力检测,这类防挤压装置在达到压力设定值时,一般使得刚性杆自动脱落,同样需要人工手动使刚性杆复位;对于在操作人员后背设置较高的防护栏杆的防挤压装置,当需要将防护栏杆降低到缩回位置中时,必须对锁定器件进行解锁,使操作者能够将防护栏杆降低到缩回位置;对于采用防雨罩的防挤压装置,虽然在一定程度上可以较为方便地将防雨罩恢复到关闭位置,但是,触发方位单一,当操作者受到其它方向的撞击力时,并不能在发生碰撞时主动避免进一步挤压,最终不仅是操作人员、乃至整个设备或机械均会遭受严重伤害。
也就是说,上述现有技术的移动操作台防挤压装置不同时具有自动复位功能和多方位触发防护功能。
再如,对于采用红外激光感应器的防挤压装置,虽然,可以做到具有自动复位功能和多方位触发防护功能,但是,相对来说,成本高、可靠性低。
有鉴于此,需要设计一种能够克服上述技术难题、有效解决或缓解上述技术难题的新型防挤压装置。
发明内容
本发明所要解决的基本技术问题是提供一种防挤压装置,该防挤压装置不仅能够全方位触发,而且,具备自动复位功能,成本低、可靠性高。
进一步地,本发明所要解决的技术问题是提供一种高空作业机械,该高空作业机械的作业平台能够有效地防挤压,防护角度范围大。
为了实现上述目的,本发明提供一种防挤压装置,包括活动机构、固定机构和位置信号检测机构,所述活动机构包括碰撞杆和移动架,所述碰撞杆的两端分别与一个所述移动架连接,所述移动架与所述固定机构的内壁之间且围绕该移动架设有多个弹性元件,所述碰撞杆两端的杆段分别与一个所述固定机构铰接,且所述杆段能够相对对应的所述固定机构绕公共球心转动,以能够使所述碰撞杆响应于操作者所受挤压推力而使所述碰撞杆自由转动,且在所述所受挤压推力消失后在所述弹性元件作用下自动恢复到初始状态;所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输所述碰撞杆的移动位置信号,以使得控制单元能够基于所述移动位置信号进行控制操作。
优选地,所述碰撞杆两端的杆段通过球铰分别与对应的所述固定机构铰接。
优选地,各所述弹性元件围绕所述移动架对称布置。
具体地,所述弹性元件为弹簧、气弹簧或弹性橡胶。
优选地,所述位置信号检测机构包括信号检测器件,所述信号检测器件能够检测并传输所述碰撞杆的移动位置信号给所述控制单元,以使所述控制单元控制作业平台制动或向安全方向移动。
更优选地,所述信号检测器件包括安装在所述固定机构上的至少一个信号触发元件,所述信号触发元件的检测端位于对应的所述碰撞杆的中空的杆管内。
可选择地,所述信号检测器件包括安装在所述固定机构上的多个信号触发元件,各所述信号触发元件围绕对应的所述碰撞杆的外周壁布置。
可选择地,所述信号触发元件为感应式或接触式传感器。
具体地,所述信号触发元件为光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器或激光传感器。
在上述防挤压装置的技术方案基础上,本发明还提供一种高空作业机械,其包括上述任一技术方案的所述防挤压装置。
通过上述技术方案,本发明的防挤压装置安装在作业平台上,位于控制台的上方;具体地,碰撞杆的两端延伸至控制台两端的侧面,并通过移动架与对应的固定机构连接;本发明的防挤压装置的特点在于移动架与固定机构的内壁之间设置有多个弹性元件,且碰撞杆端部的杆段与固定机构能够绕公共球心转动地铰接,这种独特的结构设计不受受力方向的限制,对受力方向不做要求,这在操作人员遭受挤压而压触碰撞杆时,无论受力方向如何,均能够有效触发防护功能,从而及时通过控制单元控制作业平台制动或向安全方向移动,避免对操作人员造成伤害;而且,在外部挤压力消除后,弹性元件能够作用移动架,使碰撞杆恢复初始位置,实现自动复位;采用机械式设计,结构可靠,成本低。
进一步地,弹性元件、信号检测器件可选型号多,使得本发明的防挤压装置适用范围更广。
此外,可以通过设置传感器的阈值的方式,实现预警和安全防护功能,避免误操作。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明,但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中:
图1是本发明具体实施方式的防挤压装置的安装示意图;
图2是本发明具体实施方式的防挤压装置的立体结构示意图;
图3是本发明具体实施方式的防挤压装置的主视图;
图4是本发明具体实施方式的防挤压装置的俯视图;
图5是图3中沿A-A线的剖视图;
图6是图5中沿B-B线的剖视图,其中,碰撞杆处于初始状态;
图7是图5中沿B-B线的剖视图,其中,碰撞杆处于受压状态;
图8是本发明防挤压装置的位置信号检测机构采用的一种具体形式的电路原理图。
附图标记说明
1碰撞杆 2移动架
3固定机构 4弹性元件
5控制单元 6球铰
7信号触发元件 8控制台
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明,应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
首先需要说明的是,本发明的作业平台泛指各类机械或设备上具有的供操作人员控制、驾驶、操纵台位或区域,包括但不限于高空作业机械的操作平台、混凝土设备的中控台、工厂或其他场合采用的叉车等的驾驶操作区等,只要其具有上述类型的作业平台,并且采用了本发明的防挤压装置的技术方案,其均应当属于本发明的保护范围。
如图1至图8所示,本发明基本实施方式的防挤压装置,包括活动机构、固定机构3和位置信号检测机构,所述活动机构包括碰撞杆1和移动架2,所述碰撞杆1的两端分别与一个所述移动架2连接,所述移动架2与所述固定机构3的内壁之间且围绕该移动架2设有多个弹性元件4,所述碰撞杆1两端的杆段分别与一个所述固定机构3铰接,且所述杆段能够相对对应的所述固定机构3绕公共球心转动,以能够使所述碰撞杆1响应于操作者所受挤压推力而使所述碰撞杆1自由转动,且在所述所受挤压推力消失后在所述弹性元件4作用下自动恢复到初始状态;所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输所述碰撞杆的移动位置信号,以使得控制单元5能够基于所述移动位置信号进行控制操作。
为了便于理解本发明的防挤压装置的技术方案,以下将其应用于作业平台中来具体说明本发明的防挤压装置的技术效果。
高空作业机械设备属于载人设备,通常采用作业平台搭载操作人员,在作业平台上会安装有控制台,如图1所示,本发明的防挤压装置安装在控制台上方,具体地,可以安装在作业平台上,如扶手、防护栏等位置上安装固定机构3;参照图5,固定机构3与对应的移动架2之间设置多个弹性元件4,并且弹性元件4围绕移动架2布置,碰撞杆1的两端延伸至控制台两端的侧面,碰撞杆1的两端分别与对应的固定机构3铰接,且碰撞杆1端部的杆段能够相对对应的固定机构3绕公共球心转动,同时,碰撞杆1位于控制台的上方;上述固定机构3与对应的移动架2之间设置多个弹性元件4以及碰撞杆1端部的杆段能够相对对应的固定机构3绕公共球心转动的独特结构设计,使得碰撞杆1对于受力方向不做要求,在受到操作人员不同危险状况下的挤压压力的受力方向,均能有效地进行转动,从而触发防护功能,极大地提高了安全性。而且,通过围绕移动架2布置弹性元件4,在装配时,在弹性元件4的作用下,使碰撞杆1处于设计的初始状态,在受到挤压力后,会转动偏移,触发防护功能,当外部挤压力消除后,在弹性元件4的作用下,能够自动复位。
由于碰撞杆1的两端与移动架2以及固定机构3的连接结构相同,为此,在具体实施方式中,以其中一端为例进行说明。
具体地,如图5所示,碰撞杆1与固定机构3之间通过球铰6连接,以实现碰撞杆1端部的杆段能够相对对应的固定机构3绕公共球心转动。
作为一种优选实施方式,使各弹性元件4围绕移动架2对称布置,图6示出了4个弹性元件4围绕移动架2对称布置的一种具体实施例;当然,各弹性元件4围绕移动架2布置的方式不局限于上述对称布置的形式,如通过对各弹性元件4的弹性力的设置,也可以将碰撞杆1和移动架2限定在初始状态。其中,弹性元件4可以采用弹簧、气弹簧、弹性橡胶等。
为了避免在重力和移动过程中的惯性作用下,碰撞杆1产生晃动,在装配时,可以对弹性元件4施加一定的预紧力,使碰撞杆1不会发生误触发。这对于操作人员无意识的误操作是能够有效预防的,无意识的误操作或者多余动作、无心动作基本均比较轻微,操作人员在误碰触到碰撞杆1,会及时发觉到弹性阻力的存在,从而会及时纠正自己的误操作或多余动作、无心动作,这使得操作人员的误操作基本能够得到防止,有效地提升了作业平台的工作稳定性,确保了作业平台的正常施工作业。
在本发明的上述实施方式的基础上,位置信号检测机构可以采用多种形式,其可以采用单一的信号检测器件,对碰撞杆1的位置变化进行监测,或者,也可以采用多个信号检测器件,对碰撞杆1的位置变化进行监测,当达到触发状态时,传输移动位置信号给控制单元5,使控制单元5控制作业平台制动或朝向安全方向运动,例如典型地反向运动。
需要说明的是,作业平台属于移动式作业机械或者移动设备,其控制单元在移动式作业机械或移动设备一般属于常规部件,在此基础上,将本发明的位置信号检测机构电连接到控制单元,并使得控制单元基于位置信号检测机构的检测信号进行控制操作,在本发明技术构思的启示之下,这在控制技术的实现上是相对成熟的。
具体地,参照图6和图7,信号检测器件可以包括一个信号触发元件7,该信号触发元件7安装在固定机构3上,并将信号触发元件7的检测端布置在碰撞杆1的中空的杆管中,通常会将信号触发元件7的检测端碰撞杆1的杆管的截面中心位置。
需要说明的是,信号触发元件7可以采用感应式或接触式传感器,例如,光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器、激光传感器等;以接近开关为例,在信号触发元件7采用接近开关的情形下,信号触发元件7可以为接近开关中的用于触发感应场的金属器件,其感应碰撞杆1的杆管的内壁的接近,参照图7,当碰撞杆1的杆管的内壁到达触发感应场时,信号触发元件7感应到移动位置信号并传给给控制单元5,从而作为控制单元5进行控制的依据。
另外,有关光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器以及激光传感器等位置检测传输技术,目前应用普遍,应用形式多样,其线路连接和应用相对较为成熟,除了上述接近开关之外,不再作过多的应用形式举例赘述。
进一步地,信号检测器件也可以包括更多的信号触发元件7,各信号触发元件7安装在固定机构3上,各个信号触发元件7的检测端同样布置在碰撞杆1的中空的杆管中,并且各个信号触发元件7的检测端环绕碰撞杆1的杆管的内壁布置。
或者,信号检测器件可以包括多个信号触发元件7,各信号触发元件7安装在固定机构3上,各个信号触发元件7的检测端围绕碰撞杆1的杆段的外周壁布置。
上述各种布置形式的信号触发元件7均可以有效地对碰撞杆1的转动进行检测,从而及时触发防护功能。
为了避免误操作,可以对信号触发元件7设置阈值,当信号触发元件7根据感应到的碰撞杆1的转动运动而产生的信号达到阈值,控制单元5控制报警器发出警报,提醒操作人员,使操作人员能够及时发现自身的误操作并进行纠正;当信号触发元件7根据感应到的碰撞杆1的转动运动而产生的信号超过阈值并达到触发条件时,输出信号给控制单元5,使控制单元5控制作业平台制动或向安全方向移动。
参见图8所示,图8显示了本发明防挤压装置的位置信号检测机构采用的一种具体形式,信号触发元件7将移动位置信号传输给控制单元5,控制单元5根据逻辑判断进行预警控制、或者阀输出电流减小、或者直接切断、或者反向电流输出,以控制移动操作台减速、制动或者朝向安全方向运动,例如反向或者偏转方向运动。
在本发明上述防挤压装置的技术方案的基础上,本发明还提供一种高空作业机械,其中,其包括上述任一技术方案所述的防挤压装置。
为了便于更加深刻理解本发明防挤压装置的技术构思和优点,以下结合图1至图8描述本发明相对优选特征相对全面的防挤压装置的结构形式。
两个固定机构3分别安装在作业平台两侧的扶手、防护栏等位置上,碰撞杆1的两端延伸至作业平台两侧,并且分别与一个移动架2连接,使碰撞杆1位于控制台8上方;移动架2的外周壁与对应固定机构3的内壁之间布置多个弹性元件4,各弹性元件4围绕移动架2的外周壁均匀对称地布置,图6示出了围绕移动架2外周壁沿上下左右四个方向分别布置弹性元件4的一种具体形式,参照图5,球铰6固定在固定机构3上,碰撞杆1端部的杆段通过球铰6与固定机构3铰接;而且,还布置有信号触发元件7,信号触发元件7的检测端位于在碰撞杆1端部的中空的杆管内,在初始状态时,信号触发元件7的检测端位于碰撞杆1端部的中空的杆管截面中心位置。
通过本发明的上述描述可以看出,在操作人员受到来自背后障碍物挤压时,正是碰撞杆1、移动架2以及固定机构3之间的独特结构设计:碰撞杆1端部的杆段通过球铰6与固定机构3铰接,移动架2的外周壁与对应固定机构3的内壁之间均匀对称地布置多个弹性元件4;使得碰撞杆1对于受力方向不做要求,在受到操作人员不同危险状况下的挤压压力的受力方向,球铰6能够使碰撞杆1的端部杆段沿不同受力方向转动,使信号触发元件7感应到碰撞杆1的转动运动,从而使控制单元5控制作业平台制动或向安全方向移动,具有的防护角度范围大,实现全方位触发功能,极大地提高了安全性;同时,能够避免操作人员受到障碍物挤压而对控制台8进行误操作,从而导致二次伤害。而且,在外部挤压力消除后,在弹性元件4的弹性力的作用下,能够自动复位,这可以有效地避免现有技术的防挤压装置需要重新进行安装或复位的麻烦,这种现有技术的防挤压装置有时会检修迟延或者操作人员怠于重新安装,将会使得操作人员的安全更加无法获得保障。而且,本发明的防挤压装置采用机械式,结构可靠,成本低,适用范围广,部件选型多,例如弹簧、传感器、传动部件等选型范围宽。
其中,弹性元件4可以采用弹簧、气弹簧、弹性橡胶等,以弹簧为例,在实际应用中,可以对弹性元件4施加一定预紧力,这对于操作人员无意识的误操作是能够有效预防的,无意识的误操作或者多余动作、无心动作基本均比较轻微,操作人员在误碰触到碰撞杆1,会及时发觉到弹性阻力的存在,从而会及时纠正自己的误操作或多余动作、无心动作,这使得操作人员的误操作基本能够得到防止,有效地提升了作业平台的工作稳定性,确保了作业平台的正常施工作业。此外,信号触发元件7可以采用感应式或接触式传感器,例如光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器、激光传感器等;进一步地,可以对信号触发元件7设置阈值,当信号触发元件7根据感应到的碰撞杆1的转动运动而产生的信号达到阈值,控制单元5控制报警器发出警报,提醒操作人员,使操作人员能够及时发现自身的误操作并进行纠正;当信号触发元件7根据感应到的碰撞杆1的转动运动而产生的信号超过阈值并达到触发条件时,输出信号给控制单元5,使控制单元5控制作业平台制动或向安全方向移动。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防挤压装置,其特征在于,包括活动机构、固定机构(3)和位置信号检测机构,所述活动机构包括碰撞杆(1)和移动架(2),所述碰撞杆(1)的两端分别与一个所述移动架(2)连接,所述移动架(2)与所述固定机构(3)的内壁之间且围绕该移动架(2)设有多个弹性元件(4),所述碰撞杆(1)两端的杆段分别与一个所述固定机构(3)铰接,且所述杆段能够相对对应的所述固定机构(3)绕公共球心转动,以能够使所述碰撞杆(1)响应于操作者所受挤压推力而使所述碰撞杆(1)自由转动,且在所述所受挤压推力消失后在所述弹性元件(4)作用下自动恢复到初始状态;
所述位置信号检测机构安装为能够检测并传输所述碰撞杆的移动位置信号,以使得控制单元(5)能够基于所述移动位置信号进行控制操作。
2.根据权利要求1所述的防挤压装置,其特征在于,所述碰撞杆(1)两端的杆段通过球铰(6)分别与对应的所述固定机构(3)铰接。
3.根据权利要求1所述的防挤压装置,其特征在于,各所述弹性元件(4)围绕所述移动架(2)对称布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的防挤压装置,其特征在于,所述弹性元件(4)为弹簧、气弹簧或弹性橡胶。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的防挤压装置,其特征在于,所述位置信号检测机构包括信号检测器件,所述信号检测器件能够检测并传输所述碰撞杆(1)的移动位置信号给所述控制单元(5),以使所述控制单元(5)控制作业平台制动或向安全方向移动。
6.根据权利要求5所述的防挤压装置,其特征在于,所述信号检测器件包括安装在所述固定机构(3)上的至少一个信号触发元件(7),所述信号触发元件(7)的检测端位于对应的所述碰撞杆(1)的中空的杆管内。
7.根据权利要求5所述的防挤压装置,其特征在于,所述信号检测器件包括安装在所述固定机构上的多个信号触发元件(7),各所述信号触发元件(7)围绕对应的所述碰撞杆(1)的外周壁布置。
8.根据权利要求6或7所述的防挤压装置,其特征在于,所述信号触发元件(7)为感应式或接触式传感器。
9.根据权利要求8所述的防挤压装置,其特征在于,所述信号触发元件(7)为光电开关、接近开关、行程开关、霍尔传感器、超声波传感器或激光传感器。
10.一种高空作业机械,其特征在于,包括根据权利要求1至9中任一项所述的防挤压装置。
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